हॉल सेंसर: नौसिखिए कार उत्साही के लिए एक लघु विश्वकोश। स्लॉट ऑप्टिकल पोजीशन सेंसर KTIR0411S। आगमनात्मक सेंसर पीआरडीसीएम की विशेषताएं, अनुप्रयोग समीक्षा

पर आधुनिक कारेंलागत एक बड़ी संख्या कीविभिन्न सेंसर सूचना दे रहे हैं इलेक्ट्रॉनिक इकाईराज्य के बारे में विभिन्न प्रणालियाँ. हॉल सेंसर क्रैंकशाफ्ट और कैंषफ़्ट की स्थिति के बारे में जानकारी के लिए जिम्मेदार है। लेख में बताया गया है कि हॉल सेंसर क्या है, इसकी क्या आवश्यकता है, हॉल सेंसर की जांच कैसे करें और मरम्मत स्वयं कैसे करें। तस्वीरें और वीडियो सामग्री लेख से जुड़ी हुई हैं।

[छिपाना]

हॉल सेंसर विवरण

इस उपकरण का उपयोग करके कैंषफ़्ट की स्थिति की निगरानी की जाती है, जिसे निर्धारित करना आवश्यक है सही स्थानगैस वितरण तंत्र, जो क्रैंकशाफ्ट की स्थिति को ध्यान में रखता है। यह उपकरण हॉल प्रभाव पर आधारित है, जिसे 1879 में खोजा गया था। केवल लगभग 30% कार उत्साही इस डिवाइस को हॉल डिवाइस के रूप में जानते हैं, लेकिन कैंषफ़्ट सेंसर के रूप में अधिक जानते हैं।

संचालन का सिद्धांत

आइए देखें कि पल्स कनवर्टर कैसे काम करता है। यदि चुंबकीय क्षेत्र इसे पार करता है तो कंडक्टर में होने वाला संभावित अंतर बदल जाता है तो यह सिग्नल उत्पन्न करता है। एक चुंबकीय क्षेत्र निर्मित होता है स्थायी चुंबक, जो डिवाइस में स्थित है।

यदि संदर्भ बिंदु (धातु का दांत) एक विशेष कनेक्टर को बंद कर देता है तो चुंबकीय क्षेत्र बदल जाता है। बेंचमार्क या तो चालू हो सकता है गियर पहियाकैंषफ़्ट, या शाफ्ट पर स्थित मास्टर डिस्क पर। आरेख कनवर्टर डिवाइस दिखाता है।

कैंषफ़्ट जितनी तेज़ी से घूमता है, उतनी ही अधिक बार डिवाइस से सिग्नल प्राप्त होता है।

जब एक संदर्भ बिंदु अंतराल से गुजरता है, तो एक संभावित अंतर उत्पन्न होता है और नियंत्रण इकाई को एक आवेग की आपूर्ति की जाती है। ईसीयू ईंधन-वायु मिश्रण के इंजेक्शन और प्रज्वलन का समय निर्धारित करता है (वीडियो लेखक - रेडियो एमेच्योर टीवी)।

यदि इंजन एक वैरिएबल वाल्व टाइमिंग सिस्टम से सुसज्जित है, तो डिवाइस कैंषफ़्ट के निकास और सेवन वाल्व पर स्थापित किया गया है।

डीजल इंजन में, हॉल डिवाइस क्रैंकशाफ्ट के सापेक्ष कैंषफ़्ट की स्थिति निर्धारित करने में मदद करता है। यह सुनिश्चित करते है स्थिर कार्यसभी मोड में बिजली इकाई। इस प्रक्रिया को लागू करने के लिए, कैंषफ़्ट ड्राइव डिस्क का डिज़ाइन बदल दिया गया है। इसमें प्रत्येक सिलेंडर के लिए एक संदर्भ है।

डिवाइस को जानने से यह समझना संभव हो जाता है कि खराबी क्यों हो सकती है और इसे स्वयं कैसे सुधारें या बदलें।

प्रकार

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए धन्यवाद, दो प्रकार के हॉल डिवाइस बनाए गए हैं: एनालॉग और डिजिटल। एक ऑप्टिकल कनवर्टर भी है. एनालॉग कन्वर्टर्स पारंपरिक कन्वर्टर्स हैं; वे फ़ील्ड इंडक्शन को बदलते हैं। कनवर्टर जो मूल्य उत्पन्न करेगा वह ताकत पर निर्भर करता है चुंबकीय क्षेत्रऔर ध्रुवता.

डिजिटल उपकरणों में कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं होता है। उनके संचालन का सिद्धांत यह है कि जब प्रेरण एक सीमा तक पहुंचता है, तो एक तार्किक जारी किया जाता है। यदि निर्धारित सीमा तक नहीं पहुंचा जाता है, तो शून्य आउटपुट होता है। डिजिटल कन्वर्टर्स का बड़ा नुकसान उनकी कम संवेदनशीलता है।

ऑप्टिकल सेंसर में अधिक जटिल सर्किट होता है। एक ऑप्टिकल कनवर्टर में, एक चुंबकीय क्षेत्र स्टील स्क्रीन में एक स्लॉट के माध्यम से चलता है, जिससे अर्धचालक प्रणाली में संभावित अंतर बदल जाता है।

आवेदन क्षेत्र

हॉल उपकरणों का व्यापक उपयोग सेमीकंडक्टर फिल्मों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के साथ शुरू हुआ। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के विकास के साथ, उपकरण आकार में छोटे हो गए हैं; उनके आवास में एक चुंबक, एक संवेदनशील तत्व और एक माइक्रोक्रिकिट होता है। इनका उपयोग मैकेनिकल इंजीनियरिंग, विमानन और सर्वोमोटर डिज़ाइन में किया जाता है।

एक कार में, डिवाइस का उपयोग कैंषफ़्ट और क्रैंकशाफ्ट सहित विभिन्न घटकों और तंत्रों की स्थिति की निगरानी के लिए किया जाता है। यह कॉन्टैक्टर और सर्किट ब्रेकर के रूप में काम करता है। स्थायी रूप से स्थापित ट्रांसड्यूसर वितरक में स्थित और घूमने वाले चुंबक से प्रभावित होता है। चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में, उपकरण एक पल्स उत्पन्न करता है जो एक प्रज्वलन चिंगारी का कारण बनता है। फोटो में आप देख सकते हैं कि यह डिस्ट्रीब्यूटर में कैसे स्थित है।

कार्यक्षमता के लिए हॉल सेंसर की जांच कैसे करें?

हॉल सेंसर की खराबी के संकेत:

• इंजन शुरू नहीं होता है या शुरू करना मुश्किल है;
• इंजन कभी-कभी रुक जाता है;
• गति झटके से होती है, विशेषकर उच्च गति पर।

यदि सूचीबद्ध लक्षण दिखाई देते हैं, तो आपको हॉल सेंसर की जांच करने की आवश्यकता है।

हॉल सेंसर की जाँच करने के कई तरीके हैं:

1. एक परीक्षक, उदाहरण के लिए, एक मल्टीमीटर।
2. यदि किसी ज्ञात-अच्छे उपकरण को स्थापित करने के बाद लक्षण गायब हो जाते हैं, तो हटाया गया उपकरण दोषपूर्ण है।
3. आप स्वयं कनवर्टर की नकल बना सकते हैं। इसके लिए आपको एक छोटे टुकड़े की जरूरत पड़ेगी तांबे का तारऔर तीन प्लग वाला एक ब्लॉक।
4. डिजिटल आस्टसीलस्कप. डिवाइस की खराबी ऑसिलोग्राम पर दिखाई देगी। सच है, इसके लिए आपको स्वयं निदान करने के लिए यह जानना होगा कि किसी कार्यशील उपकरण का ऑसिलोग्राम कैसा दिखता है।

यदि यह पता चलता है कि उपकरण ख़राब है, तो आपको हॉल सेंसर की मरम्मत या उसे स्वयं बदलना होगा। एक नए कनवर्टर को या मरम्मत के बाद तीन टर्मिनलों के अनुसार कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है: एक से स्विच को सिग्नल की आपूर्ति की जाती है, दूसरे के माध्यम से बिजली की आपूर्ति की जाती है, और तीसरे (नकारात्मक) के माध्यम से जमीन पर भेजा जाता है। फोटो से पता चलता है कि प्रत्येक टर्मिनल को एक अलग रंग में रंगा गया है, जिससे मरम्मत और कनेक्शन आसान हो जाता है।

कार में हॉल सेंसर की मरम्मत या बदलने का काम स्वयं किया जा सकता है। इससे कार सेवा लागत पर बचत करना संभव हो जाता है।

क्षमा करें, इस समय कोई सर्वेक्षण उपलब्ध नहीं है।

वीडियो "कनवर्टर की जांच कैसे करें"

यह वीडियो दर्शाता है कि घरेलू उपकरण का उपयोग करके कार पर हॉल सेंसर की जांच कैसे करें (वीडियो के लेखक Avtoelektrika HF हैं)।

आज मैंने उनसे संपर्क किया.

1500 ख़त्म नहीं होंगे, लेकिन इससे CHECK की लाइट भी नहीं जलेगी। यह अंदर कहीं लटका रहता है और रास्ते में नहीं आता।

सेंसर कनेक्ट होते ही 0110 हटा दिया जाएगा।

जहां तक ​​चिंगारी की बात है, तो मेरे क्षतिग्रस्त (लेकिन जाहिरा तौर पर बरकरार) विस्फोटक तारों ने कुंडल को नष्ट कर दिया। एक मोटर शील्ड जो अभी भी पानी से फूली हुई है, समस्याएँ पैदा कर सकती है।

शायद व्लादिमीर (शीश) से संपर्क करना वाकई बेहतर होगा?

व्लादिमीर ने आज तक उनके पत्र का जवाब नहीं दिया है।

मैं तर्क करता हूँ:

चिंगारी को सुधारने के लिए डिस्ट्रीब्यूटर कवर और स्लाइडर को साफ करके स्थापित किया गया। उदाहरण के लिए, एक कार शुरू करने के लिए, तार लें और दूसरी चलती कार से कनेक्ट करें। और इसे शुरू करने का प्रयास करें.

इस कार के संयंत्र के इतिहास से:

बारिश के 2 दिनों के बाद भी यह चालू नहीं हुआ, मैंने गैस पंप की जांच की, यह काम करता है, मैंने नए स्पार्क प्लग खरीदे और स्पार्क की जांच की, और जब मैं अपने हाथों से तारों को पकड़ रहा था तो मुझे बिजली का झटका लगा। मैंने स्टार्टर चालू करने का प्रयास किया और वह चालू नहीं हुआ। मैं जीप में अपने पड़ोसी के पास पहुंचा और उसने धीरे से मुझे रस्सी पर बिठाया। मैंने इग्निशन चालू किया, क्लच को तीसरे गियर में डाला, क्लच छोड़ा और बिना किसी प्रतिक्रिया के गाड़ी चला दी। हम रुके और मेरे लिए इसे शुरू करने की पेशकश की। मेरा स्टार्टर घूम गया और बस इतना ही। मेरे पड़ोसी ने सुझाव दिया कि मैं स्पार्क प्लग खोल दूं और उन्हें सुखा दूं (हो सकता है कि उनमें पानी भर गया हो)।

मंच पर उन्होंने सिफारिश की कि मैं कुंडल बदल दूं - मैंने किया। मैंने तारों की जांच की, मेरे पास 2 सेट हैं। मैंने स्पार्क प्लग खोल दिए और उन्हें सुखा दिया। मैंने जांच की कि उन सभी पर एक चिंगारी थी और यह मजबूत थी (मेरी समझ से)। जब मैं यह कर रहा था, मैं फिर से जीप में अपने पड़ोसी से मिला - उसने दिखाया कि उसने कुंडल बदल दिया है, तार अलग थे, लेकिन यह शुरू नहीं हुआ (स्टार्टर घूम गया और बस हो गया)। उसने मुझे फिर से रस्सी पर सवारी कराने की पेशकश की, लेकिन उसने यह बात अनमनी ढंग से कही। वितरक में एक सेंसर होता है जो चिंगारी के लिए ईंधन की समय पर आपूर्ति के लिए जिम्मेदार होता है - यदि यह काम नहीं करता है, तो इसे केबल पर ले जाना और इसे शुरू करना भी उपयोगी है (मुझे खेद है अगर मैंने इसका बिल्कुल वर्णन नहीं किया है) मुझे याद आया)। मैंने डिस्ट्रीब्यूटर कॉइल और स्लाइडर में संपर्कों को साफ करने, सेंसर की जांच करने का सुझाव दिया। इस इंजन में यह वितरक में है. ऐसे अन्य इंजन भी हैं जिनमें यह अलग से (क्रैंकशाफ्ट सेंसर) होता है।

मैंने डिस्ट्रीब्यूटर कवर और स्लाइडर को हटा दिया (पत्राचार में पहले एक फोटो है)। मैंने इसे साफ किया और वापस रख दिया। मैंने देखा कि जब कार चालू और चालू होती है तो स्लाइडर अपना स्थान बदल देता है।

किसी ने नहीं पूछा कि सेंसर की जांच कैसे करें - जवाब था कि एक नया वितरक स्थापित करें या उनके इतिहास का वर्णन करें - वे कहते हैं कि यह एक ऑप्टिकल सेंसर नहीं है।

उसी समय मैंने दो त्रुटियाँ पकड़ीं:

0110 मैनिफोल्ड एयर टेम्परेचर सेंसर (MAT) इनटेक एयर टेम्परेचर सेंसर त्रुटि - मैंने एयर फिल्टर हाउसिंग हटा दी है और सेंसर को डिस्कनेक्ट कर दिया है

1500 ए/सी बाष्पीकरणकर्ता थर्मिस्टर की खराबी एयर कंडीशनिंग बाष्पीकरणकर्ता तापमान सेंसर त्रुटि - एयर कंडीशनिंग के बिना मशीन।

स्थापना के दौरान कोई बंद हो सकता है। एयर फिल्टरऔर सेंसर को कनेक्ट करना - इससे पहले आपको बैटरी को डिस्कनेक्ट करना होगा (जैसा कि मैं समझता हूं)।

दूसरे में यह स्पष्ट नहीं है कि इसे कैसे साफ किया जाए।

मैंने संयंत्र के लिए जो कुछ भी संभव था, उसकी जाँच की - केवल ऑप्टिकल सेंसर की जाँच बाकी है। इसे जांचने का एक अवसर है और यह किस प्रकार का है (निश्चित रूप से, यह वही है। उदाहरण: मैंने ईंधन पंप को अलग किया और मोटर की जांच की, फिर मोटर को एक नए से बदल दिया)।

उन्होंने पहले ही मुझे केबल पर मैटिज़ फैक्ट्री के बारे में लिखा था और बताया था कि इसके परिणाम क्या होंगे (केबल पर फैक्ट्री के बिना)।

- ये ऐसे सेंसर हैं जो भौतिक और यांत्रिक संपर्क के बिना काम करते हैं। वे विद्युत और चुंबकीय क्षेत्रों के माध्यम से काम करते हैं, और ऑप्टिकल सेंसर का भी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इस लेख में, हम सभी तीन प्रकार के सेंसर का विश्लेषण करेंगे: ऑप्टिकल, कैपेसिटिव और इंडक्टिव, और अंत में हम एक इंडक्टिव सेंसर के साथ एक प्रयोग करेंगे। वैसे लोग इसे कॉन्टैक्टलेस सेंसर भी कहते हैं निकटता बटन, इसलिए अगर आपको ऐसा कोई नाम दिखे तो डरें नहीं ;-)।

प्रकाशीय संवेदक

तो, ऑप्टिकल सेंसर के बारे में कुछ शब्द... ऑप्टिकल सेंसर के संचालन का सिद्धांत नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है

रुकावट

क्या आपको फिल्मों के वे दृश्य याद हैं जिनमें मुख्य किरदारों को बिना किसी से टकराए ऑप्टिकल किरणों के बीच से गुजरना था? यदि किरण शरीर के किसी हिस्से को छूती, तो अलार्म बज जाता।

किरण किसी स्रोत के माध्यम से उत्सर्जित होती है। एक "बीम रिसीवर" भी है, यानी वह छोटी चीज़ जो किरण को प्राप्त करती है। जैसे ही किरण बीम रिसीवर पर नहीं होगी, उसमें मौजूद एक संपर्क तुरंत चालू या बंद हो जाएगा, जो सीधे आपके विवेक पर अलार्म या किसी अन्य चीज़ को नियंत्रित करेगा। मूल रूप से, बीम स्रोत और बीम रिसीवर, जिसे सही ढंग से बीम रिसीवर "फोटोडिटेक्टर" कहा जाता है, जोड़े में आते हैं।

एसकेबी आईएस के ऑप्टिकल विस्थापन सेंसर रूस में बहुत लोकप्रिय हैं।

इस प्रकार के सेंसर में प्रकाश स्रोत और फोटोडिटेक्टर दोनों होते हैं। वे सीधे इन सेंसरों के आवास में स्थित हैं। प्रत्येक प्रकार का सेंसर एक पूर्ण डिज़ाइन है और इसका उपयोग कई मशीनों में किया जाता है जहां 1 माइक्रोमीटर तक बढ़ी हुई प्रसंस्करण सटीकता की आवश्यकता होती है। ये मुख्यतः एक सिस्टम वाली मशीनें हैं एचऔर मौखिक पीकार्यक्रम संबंधी यूतख़्ता ( सीएनसी), जो कार्यक्रम के अनुसार काम करते हैं और न्यूनतम मानवीय हस्तक्षेप की आवश्यकता होती है। ये गैर-संपर्क सेंसर इसी सिद्धांत पर बनाए गए हैं

इस प्रकार के सेंसर "T" अक्षर से निर्दिष्ट होते हैं और बैरियर कहलाते हैं. जैसे ही ऑप्टिकल बीम बाधित हुआ, सेंसर सक्रिय हो गया।

पेशेवर:

• रेंज 150 मीटर तक पहुंच सकती है
• उच्च विश्वसनीयता और शोर प्रतिरक्षा

विपक्ष:

• लंबी संवेदन दूरी पर, ऑप्टिकल बीम के लिए फोटोडिटेक्टर के सटीक समायोजन की आवश्यकता होती है।

पलटा

सेंसर के रिफ्लेक्स प्रकार को आर अक्षर द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है. इस प्रकार के सेंसर में, एमिटर और रिसीवर एक ही आवास में स्थित होते हैं।

संचालन सिद्धांत को नीचे दिए गए चित्र में देखा जा सकता है

उत्सर्जक से प्रकाश किसी प्रकाश परावर्तक (रिफ्लेक्टर) से परावर्तित होता है और रिसीवर में प्रवेश करता है। जैसे ही किरण किसी वस्तु से बाधित होती है, सेंसर चालू हो जाता है। उत्पादों की गिनती करते समय यह सेंसर कन्वेयर लाइनों पर बहुत सुविधाजनक है।

प्रसार

और अंतिम प्रकारऑप्टिकल सेंसर - प्रसार - अक्षर डी द्वारा निर्दिष्ट. वे अलग दिख सकते हैं:

ऑपरेशन का सिद्धांत परावर्तक के समान है, लेकिन यहां प्रकाश पहले से ही वस्तुओं से परिलक्षित होता है। ऐसे सेंसर कम प्रतिक्रिया दूरी के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और उनके संचालन में सरल हैं।

कैपेसिटिव और इंडक्टिव सेंसर

ऑप्टिक्स प्रकाशिकी हैं, लेकिन आगमनात्मक और कैपेसिटिव सेंसर को उनके संचालन में सबसे सरल और बहुत विश्वसनीय माना जाता है। वे मोटे तौर पर ऐसे ही दिखते हैं

वे एक-दूसरे से बहुत मिलते-जुलते हैं। उनके संचालन का सिद्धांत चुंबकीय और में परिवर्तन से जुड़ा है विद्युत क्षेत्र. जब किसी धातु को उनके करीब लाया जाता है तो इंडक्टिव सेंसर चालू हो जाते हैं। वे अन्य सामग्रियों को नहीं काटते हैं। कैपेसिटिव लगभग किसी भी पदार्थ पर प्रतिक्रिया करते हैं।

इंडक्टिव सेंसर कैसे काम करता है?

जैसा कि वे कहते हैं, सौ बार सुनने की तुलना में एक बार देखना बेहतर है, तो आइए थोड़ा प्रयोग करें अधिष्ठापन कासेंसर.

तो, हमारा अतिथि एक आगमनात्मक सेंसर है रूसी उत्पादन

हम पढ़ते हैं कि उस पर क्या लिखा है

VBI सेंसर का ब्रांड ब्ला ब्ला ब्ला ब्ला, एस - संवेदन दूरी, यहाँ यह 2 मिमी, यू1 है - समशीतोष्ण जलवायु के लिए संस्करण, आईपी ​​- 67 - सुरक्षा स्तर(संक्षेप में, यहां सुरक्षा का स्तर बहुत तीव्र है), यू बी - वोल्टेज जिस पर सेंसर संचालित होता है, यहां वोल्टेज 10 से 30 वोल्ट तक हो सकता है, मैं लोड करता हूं - करंट लोड करता हूं, यह सेंसर लोड पर 200 मिलीमीटर तक का करंट पहुंचा सकता है, मुझे लगता है कि यह सभ्य है।

टैग के पीछे इस सेंसर के लिए एक कनेक्शन आरेख है।

खैर, आइए सेंसर के प्रदर्शन की जाँच करें? ऐसा करने के लिए, हम लोड संलग्न करते हैं। हमारा लोड 1 kOhm के नाममात्र मूल्य के साथ एक अवरोधक के साथ श्रृंखला में जुड़ा हुआ एक एलईडी होगा। हमें अवरोधक की आवश्यकता क्यों है? जैसे ही एलईडी चालू होती है, वह तेजी से करंट का उपभोग करना शुरू कर देती है और जल जाती है। इसे रोकने के लिए, एलईडी के साथ श्रृंखला में एक अवरोधक लगाया जाता है।

हम सेंसर के भूरे तार को बिजली की आपूर्ति से प्लस और नीले तार को माइनस से आपूर्ति करते हैं। मैंने वोल्टेज को 15 वोल्ट तक ले लिया।

सत्य का क्षण आ रहा है... हम इसे सामने लाते हैं कार्य क्षेत्रसेंसर एक धातु वस्तु है, और हमारा सेंसर तुरंत चालू हो जाता है, जैसा कि सेंसर में निर्मित एलईडी, साथ ही हमारे प्रयोगात्मक एलईडी द्वारा प्रमाणित है।

सेंसर धातुओं के अलावा अन्य सामग्रियों पर प्रतिक्रिया नहीं करता है। उसके लिए रसिन का एक जार कोई मायने नहीं रखता :-)।

एलईडी के बजाय, एक लॉजिक सर्किट इनपुट का उपयोग किया जा सकता है, यानी, जब सेंसर चालू होता है, तो यह एक तार्किक सिग्नल उत्पन्न करता है, जिसका उपयोग डिजिटल उपकरणों में किया जा सकता है।

निष्कर्ष

इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में इन तीन तरह के सेंसर का इस्तेमाल तेजी से हो रहा है। हर साल इन सेंसरों का उत्पादन बढ़ रहा है और बढ़ रहा है। इनका बिल्कुल उपयोग किया जाता है अलग - अलग क्षेत्रउद्योग। इन सेंसरों के बिना स्वचालन और रोबोटीकरण संभव नहीं होगा। इस लेख में, मैंने केवल सबसे सरल सेंसरों का विश्लेषण किया है जो हमें केवल "ऑन-ऑफ" सिग्नल देते हैं, या, पेशेवर भाषा में कहें तो, थोड़ी सी जानकारी देते हैं। अधिक परिष्कृत प्रकार के सेंसर विभिन्न पैरामीटर प्रदान कर सकते हैं और सीधे कंप्यूटर और अन्य उपकरणों से भी जुड़ सकते हैं।

एक आगमनात्मक सेंसर खरीदें

हमारे रेडियो स्टोर में, इंडक्टिव सेंसर की कीमत चीन से Aliexpress से ऑर्डर किए जाने की तुलना में 5 गुना अधिक है।

यहाँ आप विविधता देख सकते हैं आगमनात्मक सेंसर.

गैर-संपर्क निकटता सेंसर, स्वचालित औद्योगिक लाइनों के हिस्से के रूप में, चिकित्सा उपकरणों में पाए जा सकते हैं घर का सामान. ऑटोमेशन उत्पादों के दुनिया के अग्रणी निर्माताओं में से एक, ऑटोनिक्स, (प्रेरक) और (कैपेसिटिव) श्रृंखला में गैर-संपर्क निकटता सेंसर प्रदान करता है।

एक मिलिंग मशीन, एक स्मार्टफोन टच स्क्रीन, एक कार डोर सेंसर और एक स्वचालित लाइट के इंडक्टोसिन में क्या समानता है? इसका उत्तर यह है कि उपरोक्त सभी एप्लिकेशन प्रॉक्सिमिटी सेंसर का उपयोग करते हैं।

निकटता सेंसर ऐसे तत्व हैं जो आपको विभिन्न वस्तुओं की उपस्थिति, दृष्टिकोण या हटाने का पता लगाने की अनुमति देते हैं। यह उपकरणों का एक काफी विस्तृत वर्ग है (चित्र 1)।

किसी वस्तु के साथ संपर्क के प्रकार के आधार पर, निकटता सेंसर को संपर्क और गैर-संपर्क में विभाजित किया जाता है।

ज्वलंत उदाहरण संपर्क सेंसरसीमा स्विच हैं (उदाहरण के लिए, कारों में दरवाज़ा बंद करने वाले सेंसर)।

संपर्क सेंसर न केवल स्विच ऑन और ऑफ करने का कार्य कर सकते हैं, बल्कि किसी वस्तु की स्थिति भी निर्धारित कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, प्रतिरोधक ईंधन स्तर सेंसर। उनके लिए, आउटपुट एक एनालॉग सिग्नल है - तरल स्तर के लिए आनुपातिक प्रतिरोध मान।

संपर्क सेंसर का लाभ उनके डिजाइन और उपयोग में आसानी है। उनके नुकसान के बीच, यांत्रिक चलती भागों की उपस्थिति और ज्यादातर मामलों में, बनाने में असमर्थता को नोट किया जा सकता है उच्च स्तरधूल और नमी प्रतिरोध, जिससे सेवा जीवन में कमी आती है। लंबे समय तक सेवा जीवन और अधिकतम सुरक्षा नकारात्मक प्रभाव बाहरी वातावरणसंपर्क रहित सेंसर हैं।

निकटता सेंसर को दो समूहों में विभाजित किया गया है: स्थिति सेंसर और स्विच। निकटता स्विच का मुख्य कार्य किसी वस्तु का पता चलने पर आउटपुट स्थिति को रिले स्विच करना है। स्थिति सेंसर में, वस्तु से दूरी के आधार पर आउटपुट सिग्नल उत्पन्न होता है।

प्रत्येक समूह में सेंसर होते हैं विभिन्न प्रौद्योगिकियाँपहचान: आगमनात्मक, कैपेसिटिव और फोटोइलेक्ट्रिक।

आइए ऑटोनिक्स द्वारा निर्मित संपर्क रहित आगमनात्मक और कैपेसिटिव स्विच पर विचार करें।

आगमनात्मक और कैपेसिटिव निकटता सेंसर के संचालन का डिजाइन और सिद्धांत

कैपेसिटिव और इंडक्टिव सेंसर किसी वस्तु के साथ सीधे संपर्क के बिना उसकी उपस्थिति का पता लगाने में सक्षम हैं। इस मामले में, आगमनात्मक स्विच केवल संवेदनशील होते हैं धातु की वस्तुएँ, और कैपेसिटिव किसी भी वस्तु का पता लगाने में सक्षम हैं जिनका ढांकता हुआ स्थिरांक हवा से भिन्न है (उदाहरण के लिए, पानी, लकड़ी, धातु, प्लास्टिक, और इसी तरह)। आइए प्रत्येक सेंसर के संचालन सिद्धांत पर अलग से विचार करें।

आगमनात्मक सेंसर का मुख्य तत्व एक प्रारंभ करनेवाला है (चित्र 2)। इसे जेनरेटर से जोड़ा गया है. चर विद्युत वोल्टेजइसके टर्मिनलों पर एक वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र का कारण बनता है। क्षेत्र रेखाएं कुंडली के घुमावों में धारा की दिशा के लंबवत होंगी।

यदि कुंडल के पास कोई धातु की वस्तु नहीं है, तो चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं हवा के माध्यम से बंद हो जाती हैं। तथा विद्युत कंपन का आयाम अधिकतम होगा।

यदि आप किसी धातु की वस्तु को कुंडल के करीब लाते हैं, तो सब कुछ के सबसेइससे होकर बल की रेखाएँ बंद होने लगेंगी। कॉइल का इंडक्शन बढ़ना शुरू हो जाएगा। यह प्रक्रिया कोर डालने की प्रक्रिया के समान है। इस मामले में, प्रेरण में वृद्धि से दोलनों के आयाम और/या आवृत्ति में कमी आएगी।

यदि ऐसी प्रणाली एक डिटेक्टर से सुसज्जित है, तो सिग्नल के आयाम को बदलकर कोई धातु वस्तु की उपस्थिति, उसके दृष्टिकोण या दूरी का अनुमान लगा सकता है।

कैपेसिटिव सेंसर का संचालन, जैसा कि नाम से पता चलता है, कैपेसिटिव कपलिंग के उपयोग पर आधारित है। सेंसर स्वयं, वास्तव में, एक स्थानिक संधारित्र की प्लेटों में से एक है। दूसरा आवरण पृथ्वी है। ढांकता हुआ मुख्यतः वायु है। चूँकि हवा का ढांकता हुआ स्थिरांक छोटा है (ε = 1), ऐसे संधारित्र की धारिता छोटी होती है। यदि उच्च ε मान वाली कोई वस्तु सेंसर के पास आने लगती है, तो कुल धारिता बढ़ने लगेगी (चित्र 3)।

इस प्रकार, क्षमता के आकार से कोई वस्तु की उपस्थिति, उसके दृष्टिकोण या दूरी का अंदाजा लगा सकता है। इस मामले में, वस्तु की सामग्री लगभग कुछ भी हो सकती है, केवल उसका अर्थ महत्वपूर्ण है पारद्युतिक स्थिरांक.

आमतौर पर, माप सर्किट का उपयोग करके किया जाता है जो कैपेसिटेंस को दोलनों की आवृत्ति या आयाम में परिवर्तित करता है, जिसे एक डिटेक्टर का उपयोग करके मापा जाता है। परिणामस्वरूप, एक आगमनात्मक सेंसर के मामले में, दो का होना आवश्यक है अनिवार्य तत्व: जनरेटर और डिटेक्टर (चित्र 4)।

कैपेसिटिव और इंडक्टिव स्विच में रिले प्रकार का आउटपुट सिग्नल होता है - "चालू" या "बंद" (चित्रा 5)। इस कारण से, सेंसर सर्किट में एक स्विचिंग तत्व होता है - एक ट्रिगर, जिसे रोकने के लिए झूठी सकारात्मकहिस्टैरिसीस से सुसज्जित।

निकटता सेंसर की मुख्य विशेषताएं और विशेषताएं

संवेदनशीलता क्षेत्र या सक्रिय क्षेत्र (संवेदन दूरी), मिमी। जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, निकटता सेंसर की सीमा सीमित है। सेंसर के संवेदनशील तत्व के पास मापी गई कैपेसिटेंस और इंडक्शन में एक महत्वपूर्ण परिवर्तन देखा गया है (आंकड़े 2, 3)।

सेंसर किसी वस्तु को काफी नजदीक की दूरी पर ही "महसूस" करना शुरू कर देता है, जो सेंसर के आकार के बराबर है। संवेदनशीलता के इस क्षेत्र को सक्रिय क्षेत्र कहा जाता है। आगमनात्मक सेंसर के मामले में, यह क्षेत्र निर्धारित करता है उच्चतम घनत्वचुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ.

संवेदन दूरी, मिमी. किसी ऑब्जेक्ट के सक्रिय क्षेत्र में प्रवेश करने के बाद, सेंसर तुरंत स्विच नहीं करता है, लेकिन जब एक निश्चित सीमा मान तक पहुंच जाता है, जिसे हिस्टैरिसीस के साथ एक आंतरिक ट्रिगर द्वारा सेट किया जाता है।

झूठे अलार्म को खत्म करने के लिए हिस्टैरिसीस आवश्यक है। इस मामले में, सेंसर दोलन के विभिन्न स्तरों पर चालू और बंद होता है।

वर्किंग गैप (सेटिंग डिस्टेंस), मिमी - वह दूरी जिस पर किसी दिए गए ऑब्जेक्ट का पता लगाने की गारंटी होती है।

बाद की परिभाषा में "निर्दिष्ट वस्तु" शब्द का प्रयोग किया गया। अतिरिक्त स्पष्टीकरण की आवश्यकता है. तथ्य यह है कि सभी सूचीबद्ध विशेषताओं को कड़ाई से परिभाषित नहीं किया गया है। उनका मूल्य कई कारकों से प्रभावित होता है: वस्तु की सामग्री और आकार, तापमान बहाव, सेंसर के तकनीकी पैरामीटर। इस कारण से, दी गई सभी विशेषताओं को सामान्य तापमान (आमतौर पर 20 या 25 डिग्री सेल्सियस) पर एक विशिष्ट वस्तु का उपयोग करके मापा जाता है।

आगमनात्मक सेंसर के मापदंडों पर डिटेक्शन ऑब्जेक्ट की सामग्री और आकार का प्रभाव। जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, एक निकट आती धातु वस्तु सेंसिंग कॉइल के लिए कोर के रूप में कार्य करती है। जाहिर है, कोर की सामग्री और आकार का प्रेरण मूल्य पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

इस कारण से, सभी रेटिंग एक विशिष्ट वस्तु को संदर्भित करती हैं, जो हमेशा सेंसर के लिए दस्तावेज़ में निर्दिष्ट होती है। आमतौर पर यह निर्दिष्ट आयामों वाली एक लोहे की चौकोर प्लेट होती है।

यदि किसी अन्य सामग्री का उपयोग करने का इरादा है, तो कमी सुधार कारक (तालिका 1) का उपयोग करना आवश्यक है।

तालिका 1. आगमनात्मक सेंसर के कमी गुणांक के उदाहरण

कैपेसिटिव सेंसर के मापदंडों पर डिटेक्शन ऑब्जेक्ट की सामग्री और आकार का प्रभाव। परिणामी संधारित्र की धारिता वस्तु के आकार और सामग्री पर भी निर्भर करती है। उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक (तालिका 2) वाली सामग्रियों के लिए सेंसर की अधिकतम संवेदनशीलता देखी जाती है।

तालिका 2. विभिन्न सामग्रियों के लिए ढांकता हुआ स्थिरांक मान

यह समझना महत्वपूर्ण है कि सेंसर की स्थापना और स्थापना करते समय, आपको निगरानी की जा रही वस्तु के गीले या तैलीय होने की संभावना को ध्यान में रखना चाहिए। उदाहरण के लिए, पानी के लिए ε = 80, इसलिए पानी की सबसे पतली फिल्म भी क्षमता में महत्वपूर्ण बदलाव लाएगी। टचपैड वाले लैपटॉप का कोई भी उपयोगकर्ता इसे सत्यापित कर सकता है। यदि टचपैड गीला हो जाता है, तो लैपटॉप तब तक नियंत्रण खो देगा जब तक कि सेंसर की सतह पूरी तरह से सूख न जाए। औद्योगिक कैपेसिटिव सेंसर के मामले में भी यही तस्वीर देखी गई है।

वस्तु का आकार भी मायने रखता है. वस्तु जितनी बड़ी होगी, क्षमता उतनी ही अधिक होगी।

निकटता सेंसर मापदंडों का तापमान बहाव। यह निर्भरता तापमान परिवर्तन के साथ सेंसर विशेषताओं (सक्रिय क्षेत्र और कार्य अंतराल के आयाम) में परिवर्तन को दर्शाती है।

प्रारंभिक सटीकता, % नाममात्र मूल्यों के अलावा, सेंसर के लिए दस्तावेज़ीकरण हमेशा प्रारंभिक सटीकता को इंगित करता है - किसी दिए गए तापमान और आर्द्रता के लिए मूल्य। इस फैलाव के कारण है तकनीकी विशेषताएंसेंसर उत्पादन.

प्रतिक्रिया आवृत्ति, हर्ट्ज, सेंसर की स्विचिंग आवृत्ति को दर्शाती है।

निरंतर वोल्टेज द्वारा संचालित सेंसर की प्रतिक्रिया आवृत्ति सबसे अधिक होती है। इस मामले में, सेंसर की सक्रिय सतह के आकार और वस्तु से दूरी पर आवृत्ति की निर्भरता होती है (तालिका 3)।

तालिका 3. 2-तार बेलनाकार सेंसर की प्रतिक्रिया आवृत्ति पर सक्रिय सतह के आकार और वस्तु से दूरी का प्रभाव एकदिश धारा 24 वी

एसी पावर द्वारा संचालित सेंसर की स्विचिंग आवृत्ति कम होती है। हालाँकि, सेंसर की सक्रिय सतह के आकार और वस्तु से दूरी पर कोई निर्भरता नहीं है (तालिका 4)।

तालिका 4. 2-तार बेलनाकार सेंसर की प्रतिक्रिया आवृत्ति पर सक्रिय सतह के आकार और वस्तु से दूरी का प्रभाव प्रत्यावर्ती धारा 100…240 वी

उपयोग करते समय याद रखने योग्य एक और विशेषता संपर्क रहित सेंसर, पड़ोसी सेंसरों के पारस्परिक प्रभाव की संभावना है (चित्र 6)। सेंसर स्थापित करते समय, उन्हें दस्तावेज़ में निर्दिष्ट दूरी से कम दूरी पर बहुत करीब रखने की अनुमति नहीं है। यह काउंटर और समानांतर इंस्टॉलेशन दोनों पर लागू होता है।

आउटपुट स्टेज का प्रकार इनमें से एक है सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएँनिकटता सेंसर. सेंसर सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुले संपर्कों के साथ दो- और तीन-तार वाले हो सकते हैं (चित्र 7)।

डीसी और एसी वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए ऑटोनिक्स दो-तार सेंसर उपलब्ध हैं। लोड को सेंसर से पहले और बाद में दोनों से जोड़ा जा सकता है। इस मामले में, यह महत्वपूर्ण है कि लोड प्रतिरोध का मान सेंसर आपूर्ति धारा के प्रवाह को सुनिश्चित करता है। यदि लोड प्रतिरोध बहुत अधिक है, तो इसे अतिरिक्त अवरोधक के साथ बायपास करना आवश्यक है।

ऑटोनिक्स तीन-तार सेंसर डीसी सर्किट में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और एनपीएन और पीएनपी आउटपुट ट्रांजिस्टर (चित्रा 7) के साथ दो संस्करण हैं। यदि सामान्य बस के साथ लोड का निरंतर संपर्क आवश्यक है, तो पीएनपी आउटपुट वाले सेंसर का उपयोग किया जाना चाहिए। यदि लोड को पावर बस से कनेक्शन की आवश्यकता होती है, तो एनपीएन आउटपुट वाले सेंसर का उपयोग किया जाता है।

आउटपुट करंट, एमए - करंट जो सेंसर का आउटपुट चरण प्रदान कर सकता है। महत्वपूर्ण पैरामीटर, यदि सेंसर किसी शक्तिशाली उपभोक्ता को सीधे नियंत्रित करता है। यदि इसकी शक्ति पर्याप्त नहीं है, तो आपको अधिक शक्तिशाली अतिरिक्त विदेशी कुंजी का उपयोग करना चाहिए।

आंतरिक वोल्टेज ड्रॉप, वी, बंद अवस्था में सेंसर में गिरावट की विशेषता बताता है।

आंतरिक वर्तमान खपत, एमए, को खुले आउटपुट संपर्कों के मामले में मापा जाता है, यानी, जब लोड के माध्यम से कोई वर्तमान प्रवाह नहीं होता है।

प्रदर्शन गुण। कठोर वातावरण में सेंसर का उपयोग करते समय औद्योगिक उत्पादनआपको इन्सुलेशन प्रतिरोध, विद्युत शक्ति, कंपन और सदमे भार के प्रतिरोध, धूल और नमी प्रतिरोध रेटिंग, ऑपरेटिंग आर्द्रता तापमान सीमा जैसे मापदंडों को याद रखना चाहिए।

ऑटोनिक्स बड़ी संख्या में संपर्क रहित स्विच का उत्पादन करता है। आइए दो लोकप्रिय परिवारों पर नजर डालें: आगमनात्मक पीआरडीसीएम सेंसर और कैपेसिटिव सीआर सेंसर।

पीआरडीसीएम आगमनात्मक सेंसर का अवलोकन

पीआरडीसीएम एक बढ़े हुए संवेदनशीलता क्षेत्र और एक स्थिति एलईडी (चित्र 8) के साथ आगमनात्मक बेलनाकार स्विचों की एक श्रृंखला है।

सेंसर दो-तार (तालिका 6) और तीन-तार (तालिका 5) संस्करणों में उपलब्ध हैं। मुख्यपरिवार के सदस्य 25 मिमी तक पहुंचते हैं, और कार्य अंतराल 17.5 मिमी है। प्रतिक्रिया आवृत्ति रेंज 600 हर्ट्ज तक है।

तालिका 5. पीआरडीसीएम परिवार के तीन-तार सेंसर की मुख्य विशेषताएं

तालिका 6. पीआरडीसीएम परिवार के दो-तार सेंसर की मुख्य विशेषताएं

* - ट्रिगर आवृत्ति एक औसत मान है: 1/2 नाममात्र दूरी पर दोगुनी चौड़ाई वाली मानक वस्तु
** - अद्यतन इकाई का भार केवल पीआरडीसीएमटी पर लागू होता है

इस श्रृंखला की विशेषताएं प्रतिक्रिया दूरी हैं, जो पिछली पीढ़ी की तुलना में 2.5 गुना बढ़ गई है, और शरीर पर एक कनेक्टर की उपस्थिति है, जो उपयोग में सुविधाजनक है और स्थापना के लिए समय और सामग्री लागत को कम करती है।

आउटपुट चरण के छह संस्करण हैं: दो-तार सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुला, तीन-तार एनपीएन सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुला, तीन-तार पीएनपी सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुला। सभी सेंसरों के लिए आपूर्ति वोल्टेज रेंज: 10…30 वी।

तीन-तार प्रतिनिधियों की लोड विशेषताएँ थोड़ी अधिक हैं: वर्तमान - 200 एमए तक, आंतरिक वोल्टेज ड्रॉप - 1.5 वी तक। दो-तार वाले के लिए - क्रमशः 100 एमए और 3.5 वी। हालाँकि, तीन-तार वाले में भी उच्च स्व-खपत होती है - 10 एमए तक (दो-तार वाले के लिए केवल 0.6 एमए)।

श्रृंखला के सभी सेंसरों में उत्कृष्ट इन्सुलेशन गुण (1500 V तक) और 50 MOhm का उच्च इन्सुलेशन प्रतिरोध है।

सेंसर की स्थिति एलईडी द्वारा निर्धारित की जा सकती है: यदि यह जलता है, तो लोड में करंट प्रवाहित होता है।

सेंसर उच्च कंपन और शॉक लोड के प्रतिरोधी हैं। सुरक्षा की डिग्री (आईपी) 67 है। यह सब उन्हें बनाता है बहुत उम्दा पसन्दघरेलू और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए जैसे:

• मशीन टूल्स में समन्वय तालिकाओं के अंत सेंसर;
• सीएनसी मिलिंग मशीनों के लिए उपकरण हिंडोला स्थिति डिटेक्टर;
• दरवाजा खोलने वाले सेंसर;
• स्वचालित रोबोटिक वेल्डिंग प्रतिष्ठानों में निकटता सेंसर;
• स्वचालित असेंबली सिस्टम में निकटता सेंसर;
• दोष डिटेक्टर (उदाहरण के लिए, डिब्बाबंद खाद्य उत्पादन लाइनों में);
• डेयरी उत्पादों को स्वचालित रूप से भरने आदि के लिए हिंडोले के लिए स्थिति डिटेक्टर।

पीआरडीसीएम सेंसर के लिए ऑर्डरिंग कोड आठ-स्थिति वाला डिज़ाइनर है (तालिका 7)।

तालिका 7. पीआरडीसीएम परिवार के सेंसरों का नामकरण

कैपेसिटिव सीआर सेंसर का अवलोकन

सीआर ऑटोनिक्स से कैपेसिटिव बेलनाकार सेंसर की एक श्रृंखला है (चित्रा 9)।

सेंसर दो आकारों में उपलब्ध हैं - क्रमशः 8 और 15 मिमी के संवेदनशीलता क्षेत्र के साथ।

दो-तार सामान्य रूप से खुले संस्करण CRxx-xAO और दो-तार सामान्य रूप से बंद संस्करण CRxx-xAC 110...240 V के वैकल्पिक आउटपुट वोल्टेज और 5...200 mA के करंट के साथ काम करते हैं। ऑपरेटिंग आवृत्ति - 20 हर्ट्ज।

तीन-तार संस्करणों को 200 एमए तक आउटपुट धाराओं के साथ 10...30 वी के डीसी वोल्टेज सर्किट में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उनकी प्रतिक्रिया आवृत्ति 50 हर्ट्ज (तालिका 8) तक पहुंचती है।

तालिका 8. सीआर परिवार के तीन-तार सेंसर की मुख्य विशेषताएं

* - ट्रिगर आवृत्ति एक औसत मान है: नाममात्र दूरी के 1/2 पर दोगुनी चौड़ाई वाली एक मानक वस्तु।

सेंसर की स्थिति एलईडी द्वारा निर्धारित की जा सकती है। यदि यह जलता है, तो लोड में करंट प्रवाहित होता है।

सीआर श्रृंखला सेंसर के ऑर्डर कोड में 5 स्थितियां शामिल हैं: सेंसर प्रकार, आकार, सिर का व्यास, संवेदनशीलता क्षेत्र कोड, आउटपुट चरण प्रकार कोड (तालिका 9)।

तालिका 9. सीआर परिवार सेंसर का नामकरण

यह सुरक्षा के उच्च स्तर पर ध्यान देने योग्य है: CR18 के लिए IP66, CR30 के लिए IP66। इन्सुलेशन गुण भी उत्कृष्ट हैं. चूंकि कैपेसिटिव सेंसर न केवल धातु की वस्तुओं का पता लगाने में सक्षम हैं, सीआर श्रृंखला में आगमनात्मक सेंसर की तुलना में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है। उनके आवेदन का दायरा:

• मशीन टूल्स के सीमा स्विच;
• दूध, बीयर, आदि के लिए स्वचालित बॉटलिंग लाइनों के लिए डिटेक्टर;
• तरल स्तर सेंसर;
• कपड़ा उत्पादन में दोष का पता लगाने वाले डिटेक्टर।

निष्कर्ष

आगमनात्मक सेंसरों की ऑटोनिक्स पीआरडीसीएम श्रृंखला को 25 मिमी तक की दूरी पर धातु की वस्तुओं का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सेंसर की इस श्रृंखला के लिए छह संभावित आउटपुट स्टेज कॉन्फ़िगरेशन हैं: दो-तार सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुला, तीन-तार एनपीएन सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुला, और तीन-तार पीएनपी सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुला।

कैपेसिटिव सेंसर की ऑटोनिक्स सीआर श्रृंखला को 15 मिमी तक की दूरी पर विभिन्न वस्तुओं (लकड़ी, धातु और प्लास्टिक सहित) का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सेंसर सर्किट में संचालन के लिए सामान्य रूप से बंद और सामान्य रूप से खुले संपर्कों के साथ उपलब्ध हैं एसी वोल्टेज 110…240 वी (प्रत्यय एओ और एसी) और डीसी वोल्टेज 10…30 वी (प्रत्यय डीएन और डीपी)।